WO2012011682A2 - Device and method for measuring skin structure - Google Patents

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WO2012011682A2
WO2012011682A2 PCT/KR2011/004883 KR2011004883W WO2012011682A2 WO 2012011682 A2 WO2012011682 A2 WO 2012011682A2 KR 2011004883 W KR2011004883 W KR 2011004883W WO 2012011682 A2 WO2012011682 A2 WO 2012011682A2
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skin
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normal
normal map
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한지연
남개원
김명준
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(주)아모레퍼시픽
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/44Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
    • A61B5/441Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence

Definitions

  • Embodiments relate to an apparatus and method for measuring skin structure.
  • the present invention by taking a picture of the subject's skin while changing the position of the light source, it is possible to obtain information about the fine structure, such as wrinkles or pores on the skin using the photographed image It is possible to provide an apparatus and method for measuring skin structure that can represent this as an image.
  • an apparatus for measuring skin structure may include: a plurality of light sources arranged in different directions with respect to a skin to be measured and configured to sequentially irradiate light onto the skin; And a photographing unit which photographs the skin to generate a plurality of images respectively reflected by the plurality of light sources.
  • the skin structure measuring apparatus may further include a fixing unit configured to fix the position of the skin.
  • the skin structure measuring apparatus may further include a support part configured to support the photographing part and the plurality of light sources and to be movable with respect to the skin.
  • the apparatus for measuring skin structure may further include an analyzer configured to calculate structure information of the skin using the plurality of images.
  • the analysis unit may include a normal calculation unit configured to generate a 1 normal map that is subjected to normal information of the skin by using brightnesses of the plurality of images.
  • the analysis unit based on the microstructure information of the skin using the first normal map
  • the apparatus may further include a microstructure calculator configured to generate a second normal map.
  • the analysis unit may further include a wrinkle component calculation unit configured to generate a scalar map that is subjected to wrinkle component information of the skin using the crab normal map.
  • the analysis unit may further include an elasticity calculator that calculates skin elasticity information from the first normal map.
  • a method for measuring skin structure may include: photographing a plurality of images supported in each of the plurality of light irradiation directions while sequentially irradiating light to the skin in a plurality of different light irradiation directions; And generating a first normal map that is subjected to normal information on the surface of the skin by using brightnesses of the plurality of images.
  • the skin structure measuring method may further include generating a low frequency map corresponding to skin contour information by applying a Gaussian filter to the first normal map; And generating a second normal map that is subtracted from the microstructure information of the skin by removing the low frequency map from the first normal map.
  • the skin structure measuring method may include: generating a two-dimensional vector map by extracting a horizontal component from the second normal map; And generating a scalar map corresponding to the wrinkle component information of the skin by applying an elliptical Gaussian filter to the two-dimensional vector map.
  • the skin structure measuring method may further include calculating skin elasticity information from the first normal item.
  • a normal map corresponding to a microstructure such as wrinkles or pores present in the skin is obtained from the skin image photographed while changing the position of the light source.
  • the generated normal map can be displayed as an image. Through the generated image, it is possible to visually check the improvement of skin structure before and after using a specific cosmetic product.
  • La to H are views illustrating a skin structure measuring apparatus according to an embodiment.
  • FIGS. 2A and 2B are views showing a fixture that may be used to fix the subject's position.
  • 3A to 3C illustrate the blood of a subject by using a skin structure measuring apparatus according to an embodiment. It is a photograph showing an image of a part.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating an analyzer in a skin structure measuring apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a process of generating a first normal map in a skin structure measuring apparatus according to an exemplary embodiment.
  • 6A and 6B are images representing a normal map generated by a skin structure measuring apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is an image displayed on a low frequency map calculated from a first normal map according to a skin structure measuring apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIGS. 8A and 8B illustrate an image reflected on a second normal map generated from a first normal map according to an apparatus for measuring skin structure, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 9 is an image displayed on a scalar map generated from a second normal map according to an apparatus for measuring skin structure according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method for measuring skin structure according to an embodiment.
  • La to If are views illustrating a skin structure measuring apparatus according to an embodiment.
  • La is a perspective view of the device, and lb and lc are left and right side views of the device, respectively.
  • Figure ID is a top view of the device, and Figures le and If are front and back views of the device, respectively.
  • the apparatus for measuring skin structure may include a plurality of light sources 10 and a photographing unit 20.
  • the skin structure measuring apparatus may further include a support part 40 for supporting the light source 10 and the photographing part 20.
  • the plurality of light sources 10 are devices for irradiating light onto the skin of a subject.
  • each light source 10 may be a flash device mainly used for cameras and the like.
  • the light source 10 may be a metal halide lamp.
  • Metal halide lamps have a color close to sunlight, and can have an effect close to a point light source because of their small size.
  • the skin image can be easily taken in a general environment, not in the dark room. Therefore, by using the skin structure measuring device in the retailer of cosmetic products, by taking images of the skin of the consumer and measuring the skin structure, it is possible to confirm the efficacy of the product, etc. There is an advantage to that.
  • the light source 10 may be a light emitting diode or other different light irradiation means in addition to the metal halide lamp.
  • a reflector (not shown) and / or a polarizing filter (not shown) may be used together with the light source 10.
  • the plurality of light sources 10 may be arranged to irradiate the skin with light from different directions.
  • the plurality of light sources 10 may be arranged symmetrically or asymmetrically about the subject. For example, in FIGS. La to If, twelve light sources 10 are arranged in a hemispherical shape centered on the subject's position.
  • the plurality of light sources 10 do not necessarily have to be arranged in a hemispherical shape, and may be arranged in a spherical shape completely surrounding the subject or in other different arrangements.
  • the number of the light sources 10, the distance between the light sources 10, and the distance between the light sources 10 and the subject may also be different from those shown in the drawings.
  • the photographing unit 20 may be configured to photograph the subject's skin image in a state where the light is irradiated by the plurality of light sources 10 positioned in front of the subject.
  • the plurality of light sources 10 may sequentially irradiate light, and the photographing unit 20 may be synchronized with each light source 10 to capture an image in a state where light is irradiated by each light source 10.
  • a plurality of images are generated in the photographing unit 20, and each image represents skin in which light is irradiated by a different light source 10. That is, a plurality of skin images having different light irradiation directions can be obtained.
  • the light source 10 and the imaging unit 20 may be fixed to the movable support 40.
  • the support 40 may be a structure on which the wheel is attached, and the position of the light source 10 and the photographing unit 20 for the subject may be changed by moving the support 40 using the wheel.
  • the skin structure measuring apparatus may further include a separate fixing unit for fixing the position of the subject.
  • FIG. 2A is a perspective view showing the fixing part 30, and
  • FIG. 2B is a front view of the fixing part 30 of FIG. 2A.
  • the body part of the subject eg, the head of the subject
  • the fixing part 30 may be fixed.
  • the subject may photograph the subject's face skin while his / her jaw is covered by the fixed part 30.
  • the shape of the fixing part 30 shown in FIGS. 2A and 2B is merely exemplary.
  • the fixation part 30 may be configured by other different means for fixing the subject's position.
  • the skin image of the subject may be photographed without using a separate fixing part.
  • FIGS. 3A to 3C are photographs showing images of the skin measured by the skin structure measuring apparatus shown in FIG. 1, and FIGS. 3A to 3C are skin images measured while irradiating light to the skin from different light irradiation directions, respectively.
  • the skin structure measuring apparatus may further include an analysis unit for calculating the structure information of the skin by using the plurality of images.
  • an analysis unit may refer to a computer-related entity such as hardware, a combination of hardware and software, or software.
  • the analysis unit 50 may include a running process, a processor, an object, an executable, a thread of execution, a program, and / or a computer, but are not limited thereto. no.
  • both an application running on a computer and a computer may correspond to the analysis unit.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating an analysis unit included in a skin structure measuring apparatus, according to an exemplary embodiment.
  • the analyzer 50 may include a normal calculator 51, a microstructure calculator 52, and a wrinkle component calculator 53.
  • the normal calculation unit 51 includes a first normal map including normal information on the surface of the skin by using a plurality of images having different light irradiation directions.
  • the normal map refers to skin structure information obtained by calculating normal information of a skin surface of an area corresponding to each pixel using brightness information of each pixel in an image of a skin surface. All. Such a normal map may be displayed in the form of an image having a color and / or a shade that is reflected in the normal information at each pixel.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a process of generating a first normal map.
  • the intensity of light irradiated from the light source 10 and reflected from the surface of the skin 1 may be expressed by Equation 1 using a Phong reflection model. ⁇ 43> [Equation 1]
  • Equation 1 I L represents the intensity of incident light from the light source 10, and I represents the intensity of light reflected from the surface of the skin 1.
  • K D represents the diffuse reflection constant of skin (1)
  • 3 ⁇ 4 is the specular reflection constant of skin (1)
  • N is a vector representing the normal of the surface of the skin 1
  • V is a vector representing the direction of observation, and is plotted on the direction of the imaging section 20 relative to the skin 1.
  • L is a vector which shows the direction of incident light with respect to the skin 1 surface
  • R is a vector which shows the direction of the reflected light in the position symmetrical with incident light with respect to a normal line direction.
  • the direction L of the incident light and the direction R of the reflected light form the same angle ⁇ as the normal vector N.
  • the brightness of each pixel in the skin measured image corresponds to I in Equation (1).
  • other terms except for I and N may obtain values in advance.
  • the direction L of the incident light with respect to the surface of the skin 1 may be obtained by placing a reflector near the subject and photographing the reflector at the time of photographing the skin, and by looking at the light source reflected on the reflector.
  • the first normal map refers to skin structure information obtained by calculating normal information on all pixels of an image photographing skin in the above manner.
  • FIG. 6A and 6B are images that are displayed on the first normal map generated by the above-described process.
  • the image of FIG. 6A is a result of rendering using Lambert i an shading to express the first normal map, and the values of the components of the x-, y-, and z-axis of the normal vector are respectively red ( The result obtained by rounding off to R), green (G) and blue (B) is shown. Meanwhile, the image of FIG. 6B shows a result of rendering using only shadows without applying color to the first normal map.
  • the microstructure calculation unit 52 generates a second normal map corresponding to the microstructures such as wrinkles and / or pores on the skin by using the first normal map generated by the normal calculation unit 51. can do.
  • the first normal map generated by the normal calculation unit 51 is a normal of the skin surface. Corresponds to the information. However, since the subject's face is a three-dimensional curved surface, the normal information of the skin in the first normal map includes not only the microstructures such as wrinkles and / or pores, but also the overall outline of the subject's face. Thus, the first normal map alone is difficult to know information about the microstructures such as wrinkles and / or pores present in the skin of the subject.
  • the fine structure calculator 52 may include a low-frequency map generator 521 and a second normal map generator 522.
  • the low frequency map generator 521 may calculate a low frequency map that is subjected to contour information of the skin from the first normal map.
  • the low frequency map may be calculated through a process of obtaining a low frequency component by applying a Gaussian filter to the first normal map and normalizing it again.
  • the width of the Gaussian filter to be applied may be appropriately determined so that microstructures such as wrinkles and / or pores of the skin are not visible in the low frequency map.
  • FIG. 7 is an image displayed on a low frequency map calculated from a first normal map by a low frequency map generator. As shown, in the conventional skin image, fine structures such as wrinkles and pores are not observed in the low frequency map, and only the components that cover the entire contour of the face such as the nose and the lip protrude and the periphery of the eye are depressed You can see what is observed in.
  • the second normal map generator 522 removes the second normal map corresponding to the microstructure of the skin by removing the low frequency map calculated by the low frequency map generator 521 from the original first normal map. Can be generated.
  • the second normal map is a method of first calculating a rotation operation for converting a low-frequency map including contour information of the skin into a map on a plane, and then applying the calculated rotation operation to the original first normal map. Can be generated.
  • the components corresponding to the entire contour of the skin in the normal vector corresponding to each pixel of the first normal map are removed by a rotation operation. Therefore, in the finally generated second normal map, only components that are applied to the microstructures such as wrinkles and / or pores existing on the skin except the overall outline of the skin remain.
  • the microstructure calculation unit 52 may further include a scaling unit 53.
  • N (-df / dx, ⁇ df / dy, 1)
  • microstructures can be strengthened and / or weakened by controlling the size of the xy component in the normal vector.
  • the example of scaling the curved surface in the Z-axis direction has been described, but the scaling direction may be appropriately determined in the vertical and / or horizontal directions according to the direction of the component to be emphasized in the microstructure.
  • FIG. 8A and 8B are images reflected on the second normal map generated by the microstructure calculating unit.
  • FIG. 8A illustrates a second normal map generated from the first normal map
  • FIG. 8B illustrates a result of performing scaling to emphasize components in the horizontal direction in the second normal map of FIG. 8A.
  • FIG. 8A illustrates a second normal map generated from the first normal map
  • FIG. 8B illustrates a result of performing scaling to emphasize components in the horizontal direction in the second normal map of FIG. 8A.
  • the wrinkle component calculation unit 53 may generate a scalar mapol generated only by the wrinkle component of the skin from the second normal map generated by the microstructure calculation unit 52 and corresponding to the microstructure of the skin.
  • the wrinkle component refers to only a structure having a predetermined size or more among the microstructure of the skin.
  • the wrinkle component may refer to a separation of only a relatively large coarse wrinkle portion except for a relatively small portion such as pores or fine lines in the second normal map.
  • the size of the fine structure divided by the thick wrinkles may be appropriately defined according to the purpose of measuring the skin structure, etc., it is not limited to any one value.
  • the wrinkle component calculator 53 may include a vector map generator 531 and a scalar map generator 532.
  • the vector map generator 531 may generate a two-dimensional vector map by extracting and normalizing only components of the normal vectors in the X- and y-axis directions of the second normal map.
  • the scalar map generator 532 filters the two-dimensional vector map generated by the vector map generator 531 using an elliptical Gaussian filter. can be filtered.
  • the output of the elliptical Gaussian filter is high if the direction of the vector matches the direction of the filter in the two-dimensional vector map.
  • the output value is calculated while changing the direction of the elliptical Gaussian filter in each vector, and the resulting maximum output value can be used as a scalar value of the corresponding vector.
  • the scalar map generation unit 532 determines the direction of the elliptical Gaussian filter.
  • the scalar map generator 532 may extract only the wrinkle component corresponding to the angle by adjusting the rotation angle of the elliptical Gaussian filter to a preset angle.
  • the skin of the subject differs in the direction of wrinkles according to each area. Therefore, instead of rotating the elliptical Gaussian filter in all directions, only the wrinkle component in the desired direction can be extracted by calculating a scalar value while rotating in a predetermined angle range including the wrinkle direction in the measurement area.
  • the rotation interval of the elliptical Gaussian filter in the scalar map generator 532 may be appropriately determined based on the purpose of skin structure measurement. For example, a scalar value corresponding to each vector may be calculated while rotating the elliptical Gaussian filter at 5 ° intervals, or the rotation interval of the elliptical Gaussian filter may be determined by any other different value such as or or io °. have.
  • the scalar map can be generated by performing the above process on all the vectors of the 2D vector map.
  • the scalar map generated as described above has a high scalar value in a region where a relatively large microstructure is located, such as a thick wrinkle. Therefore, using the scalar map, only the fine wrinkles can be observed except for pores and fine wrinkles in the skin microstructure.
  • the wrinkle component calculation unit 53 further includes a threshold applying unit 533 for extracting only pixels whose scalar values exceed a predetermined threshold in order to more clearly distinguish the wrinkle components in the scalar map. You may.
  • FIG. 9 is an image corresponding to a result of extracting only pixels having a value exceeding a specific threshold from a scalar map generated by the wrinkle component calculating unit. As shown, it can be seen that only relatively large coarse wrinkles are observed except for small pores and fine wrinkles.
  • the analyzer 50 may further include an elasticity calculator 54 for calculating skin elasticity information using the first normal map. This can be done by computer simulation using the first normal map. For example, the angle of the first normal map You can place a virtual ball on a pixel and simulate the ball's movement according to the pixel's normal vector. As a result, the direction of movement of the ball can be determined according to the direction of the normal vector. In addition, the speed of the ball movement is relatively high at the position where the slope of the normal vector is large, whereas the speed of the movement of the ball appears at the position where the slope of the normal vector is small.
  • the motion of the ball may be simulated in each pixel of the first normal map, and the elasticity information of the skin may be calculated using the location of the ball over time. For example, by measuring the movement of the ball starting from each pixel of the first normal map at regular time intervals, and by connecting the measured position of the ball in each time step, the skin elasticity information similar to the contour line is obtained. It can also be calculated.
  • FIGS. 10 is a flowchart illustrating a method for measuring skin structure according to an embodiment.
  • the skin structure measuring method may be performed using the skin structure measuring apparatus according to the above-described embodiment with reference to FIGS. 1 to 9.
  • the skin image may be photographed in a state in which light is irradiated by each light source while sequentially irradiating light onto the skin by a plurality of light sources having different light irradiation directions (S1).
  • a first normal map including normal information of the skin surface may be generated using the plurality of photographed images (S2).
  • the second normal map corresponding to the microstructures such as wrinkles and / or pores present in the skin may be generated using the first normal map.
  • a second normal map corresponding to the microstructure of the skin may be generated (S4).
  • S3 and S4 a second normal map corresponding to the microstructure of the skin
  • scaling may be performed in one direction to further emphasize the microstructure in the second normal map generated by the above-described processes (S3 and S4) (S5).
  • a scalar blind generated only on the wrinkle component of the skin may be generated from the second normal map supported by the microstructure of the skin as described above.
  • a scalar map may be generated by filtering the generated two-dimensional vector map using an elliptical Gaussian filter (S7).
  • S7 elliptical Gaussian filter
  • the skin elasticity information may be calculated using the first normal map (S9). For example, by simulating the motion of a virtual ball at each pixel of the first normal map, measuring the ball's movement at regular intervals, and connecting the measured ball's position in each time step. Skin elasticity information can be calculated.
  • Embodiments relate to an apparatus and method for measuring skin structure.

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Abstract

The invention relates to a device for measuring skin structure, which may include: a plurality of light sources arranged in respectively different directions with respect to the portion of skin to be measured, and configured to sequentially emit light on the skin; and a unit for capturing an image of the skin and generating a plurality of images corresponding to each of the plurality of light sources. The method for measuring skin structure may include the steps of: sequentially emitting light in a plurality of mutually different light-emitting directions and capturing a plurality of images corresponding to each of the plurality of light-emitting directions; and using the plurality of brightness levels of the plurality of images to generate a normal map corresponding to the information on the normal to the surface of the skin.

Description

【명세서】  【Specification】
【발명의 명칭】  [Name of invention]
피부 구조 측정 장치 및 방법  Skin structure measuring device and method
【기술분야】  Technical Field
<1> 실시예들은 피부 구조 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.  Embodiments relate to an apparatus and method for measuring skin structure.
【배경기술】  Background Art
<2> 피부에 존재하는 주름 또는 모공 등과 같은 미세 구조를 측정하거나 이를 컴 퓨터상의 이미지로 재현하는 기술은 다양한 이미징 시스템 (imaging system)에 있어 서 중요한 기능으로 여겨져 왔다. 특히 최근에는 전하결합소자 (Charge Coupled Device; CCD)가 구비된 이동 장치, 미용 진단 시스템 및 원격 의료 등의 발달과 더 불어, 피부의 미세 구조를 정확하게 측정하는 기술은 화상 통신, 피부에 적합한 화 장품의 선택 또는 의료 진단 등에 대한 활용도가 증가하고 있다.  <2> Techniques for measuring microstructures, such as wrinkles or pores in the skin, or for recreating them into images on a computer, have been considered important functions in various imaging systems. In particular, with the development of mobile devices equipped with charge coupled devices (CCDs), cosmetic diagnosis systems, and telemedicine, technology for accurately measuring the microstructure of skin is suitable for visual communication and skin cosmetics. Increasingly, the use of medical choices or medical diagnosis is increasing.
【발명의 상세한 설명】  [Detailed Description of the Invention]
【기술적 과제】  [Technical problem]
<3> 본 발명의 일 측면에 따르면, 광원의 위치를 변화시켜가면서 피험자의 피부 를 촬영하고, 촬영된 이미지를 이용하여 피부에 존재하는 주름 또는 모공 등의 미 세 구조에 대한 정보를 얻을 수 있으며 이를 이미지로 나타낼 수 있는 피부 구조 측정 장치 및 방법을 제공할 수 있다.  According to an aspect of the present invention, by taking a picture of the subject's skin while changing the position of the light source, it is possible to obtain information about the fine structure, such as wrinkles or pores on the skin using the photographed image It is possible to provide an apparatus and method for measuring skin structure that can represent this as an image.
【기술적 해결방법】  Technical Solution
<4> 일 실시예에 따른 피부 구조 측정 장치는, 측정 대상 피부에 대해 서로 상이 한 방향에 배열되며, 피부에 순차적으로 광을 조사하도록 구성된 복수 개의 광원; 및 피부를 촬영하여 상기 복수 개의 광원 각각에 대웅되는 복수 개의 이미지를 생 성하는 촬영부를 포함할 수 있다.  According to one or more exemplary embodiments, an apparatus for measuring skin structure may include: a plurality of light sources arranged in different directions with respect to a skin to be measured and configured to sequentially irradiate light onto the skin; And a photographing unit which photographs the skin to generate a plurality of images respectively reflected by the plurality of light sources.
<5> 상기 피부 구조 측정 장치는, 피부의 위치를 고정하도록 구성된 고정부를 더 포함할 수도 있다. The skin structure measuring apparatus may further include a fixing unit configured to fix the position of the skin.
<6> 상기 피부 구조 측정 장치는, 상기 촬영부 및 상기 복수 개의 광원을 지지하 며, 피부에 대해 이동 가능하도록 구성된 지지부를 더 포함할 수도 있다.  The skin structure measuring apparatus may further include a support part configured to support the photographing part and the plurality of light sources and to be movable with respect to the skin.
<7> 상기 피부 구조 측정 장치는, 상기 복수 개의 이미지를 이용하여 피부의 구 조 정보를 산출하는 분석부를 더 포함할 수도 있다.  The apparatus for measuring skin structure may further include an analyzer configured to calculate structure information of the skin using the plurality of images.
<8> 상기 분석부는, 상기 복수 개의 이미지의 밝기를 이용하여 피부의 법선 정보 에 대웅되는 게 1 노말 맵을 생성하는 법선 산출부를 포함할 수 있다.  The analysis unit may include a normal calculation unit configured to generate a 1 normal map that is subjected to normal information of the skin by using brightnesses of the plurality of images.
<9> 상기 분석부는, 상기 제 1 노말 맵을 이용하여 피부의 미세 구조 정보에 대웅 되는 제 2 노말 맵을 생성하는 미세 구조 산출부를 더 포함할 수도 있다. <9> The analysis unit, based on the microstructure information of the skin using the first normal map The apparatus may further include a microstructure calculator configured to generate a second normal map.
상기 분석부는, 상기 게 2 노말 맵을 이용하여 피부의 주름 성분 정보에 대웅 되는 스칼라 맵을 생성하는 주름 성분 산출부를 더 포함할 수도 있다.  The analysis unit may further include a wrinkle component calculation unit configured to generate a scalar map that is subjected to wrinkle component information of the skin using the crab normal map.
상기 분석부는, 상기 계 1 노말 맵으로부터 피부 탄력 정보를 산출하는 탄력 도 산출부를 더 포함할 수도 있다.  The analysis unit may further include an elasticity calculator that calculates skin elasticity information from the first normal map.
일 실시예에 따른 피부 구조 측정 방법은, 서로 상이한 복수 개의 광 조사 방향에서 순차적으로 피부에 광을 조사하면서 , 상기 복수 개의 광 조사 방향 각각 에 대옹되는 복수 개의 이미지를 촬영하는 단계; 및 상기 복수 개의 이미지의 밝기 를 이용하여 피부 표면의 법선 정보에 대웅되는 제 1 노말 맵을 생성하는 단계를 포 함할 수 있다.  According to one or more exemplary embodiments, a method for measuring skin structure may include: photographing a plurality of images supported in each of the plurality of light irradiation directions while sequentially irradiating light to the skin in a plurality of different light irradiation directions; And generating a first normal map that is subjected to normal information on the surface of the skin by using brightnesses of the plurality of images.
상기 피부 구조 측정 방법은, 상기 제 1 노말 맵에 가우시안 필터를 적용함으 로써 피부 윤곽 정보에 대응되는 저주파수 맵을 생성하는 단계; 및 상기 제 1 노말 맵으로부터 상기 저주파수 맵을 제거함으로써 피부의 미세 구조 정보에 대웅되는 제 2 노말 맵을 생성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.  The skin structure measuring method may further include generating a low frequency map corresponding to skin contour information by applying a Gaussian filter to the first normal map; And generating a second normal map that is subtracted from the microstructure information of the skin by removing the low frequency map from the first normal map.
상기 피부 구조 측정 방법은, 상기 제 2 노말 맵으로부터 수평 방향의 성분을 추출하여 2차원 백터 맵을 생성하는 단계; 및 상기 2차원 백터 맵에 타원형 가우시 안 필터를 적용하여 피부의 주름 성분 정보에 대응되는 스칼라 맵을 생성하는 단계 를 더 포함할 수도 있다.  The skin structure measuring method may include: generating a two-dimensional vector map by extracting a horizontal component from the second normal map; And generating a scalar map corresponding to the wrinkle component information of the skin by applying an elliptical Gaussian filter to the two-dimensional vector map.
상기 피부 구조 측정 방법은, 상기 제 1 노말 템으로부터 피부 탄력 정보를 산출하는 단계를 더 포함할 수도 있다.  The skin structure measuring method may further include calculating skin elasticity information from the first normal item.
【유리한 효과】  Advantageous Effects
본 발명의 일 측면에 따른 피부 구조 측정 장치 및 방법을 이용하면, 광원의 위치를 변화시켜가면서 촬영한 피부 이미지로부터 피부에 존재하는 주름이나 모공 등과 같은 미세 구조에 대응되는 노말 맵 (normal map)을 생성하고, 생성된 노말 맵 을 이미지로 표시할 수 있다. 이와 같이 생성된 이미지를 통하여 특정 화장품 제품 사용 전후의 피부 구조 개선 효과 등을 알기 쉽게 가시적으로 확인할 수 있다. 【도면의 간단한 설명】  When using the apparatus and method for measuring skin structure according to an aspect of the present invention, a normal map corresponding to a microstructure such as wrinkles or pores present in the skin is obtained from the skin image photographed while changing the position of the light source. The generated normal map can be displayed as an image. Through the generated image, it is possible to visually check the improvement of skin structure before and after using a specific cosmetic product. [Brief Description of Drawings]
도 la 내지 H는 일 실시예에 따른 피부 구조 측정 장치를 나타내는 도면들 이다.  La to H are views illustrating a skin structure measuring apparatus according to an embodiment.
도 2a 및 2b는 피험자의 위치를 고정하기 위하여 사용될 수 있는 고정부를 나타내는 도면들이다.  2A and 2B are views showing a fixture that may be used to fix the subject's position.
도 3a 내지 3c는 일 실시예에 따른 피부 구조 측정 장치에 의해 피험자의 피 부를 촬영한 이미지를 나타내는사진이다. 3A to 3C illustrate the blood of a subject by using a skin structure measuring apparatus according to an embodiment. It is a photograph showing an image of a part.
<20> 도 4는 일 실시예에 따른 피부 구조 측정 장치에서 분석부를 나타내는 블록 도이다. 4 is a block diagram illustrating an analyzer in a skin structure measuring apparatus according to an exemplary embodiment.
<21> 도 5는 일 실시예에 따른 피부 구조 측정 장치에서 계 1 노말 맵의 생성 과정 을 설명하기 위한 개략도이다.  FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a process of generating a first normal map in a skin structure measuring apparatus according to an exemplary embodiment.
<22> 도 6a 및 6b는 일 실시예에 따른 피부 구조 측정 장치에 의해 생성된 게 1 노 말 맵에 대웅되는 이미지이다.  6A and 6B are images representing a normal map generated by a skin structure measuring apparatus according to an exemplary embodiment.
<23> 도 7은 일 실시예에 따른 피부 구조 측정 장치에 따라 제 1 노말 맵으로부터 산출된 저주파수 맵에 대웅되는 이미지이다.  FIG. 7 is an image displayed on a low frequency map calculated from a first normal map according to a skin structure measuring apparatus according to an exemplary embodiment.
<24> 도 8a 및 8b는 일 실시예에 따른 피부 구조 측정 장치에 따라 제 1 노말 맵으 로부터 생성된 제 2 노말 맵에 대웅되는 이미지이다.  8A and 8B illustrate an image reflected on a second normal map generated from a first normal map according to an apparatus for measuring skin structure, according to an exemplary embodiment.
<25> 도 9는 일 실시예에 따른 피부 구조 측정 장치에 따라 제 2 노말 맵으로부터 생성된 스칼라 맵에 대웅되는 이미지이다.  FIG. 9 is an image displayed on a scalar map generated from a second normal map according to an apparatus for measuring skin structure according to an exemplary embodiment.
<26> 도 10은 일 실시예에 따른 피부 구조 측정 방법의 순서도이다.  10 is a flowchart illustrating a method for measuring skin structure according to an embodiment.
【발명의 실시를 위한 형태】  [Form for implementation of invention]
<27> 이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다 .Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<28> 도 la 내지 If는 일 실시예에 따른 피부 구조 측정 장치를 나타내는 도면들 이다. 도 la는 상기 장치의 사시도이며, 도 lb 및 lc는 각각 상기 장치의 좌측면도 및 우측면도이다. 또한 도 Id는 상기 장치의 평면도이며, 도 le 및 If는 각각 상기 장치의 정면도 및 배면도이다. La to If are views illustrating a skin structure measuring apparatus according to an embodiment. La is a perspective view of the device, and lb and lc are left and right side views of the device, respectively. Figure ID is a top view of the device, and Figures le and If are front and back views of the device, respectively.
<29> 도 la 내지 If를 참조하면, 일 실시예에 따른 피부 구조 측정 장치는 복수 개의 광원 (10) 및 촬영부 (20)를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에서 피부 구조 측정 장치에는 광원 (10) 및 촬영부 (20)를 지지하기 위한 지지부 (40)가 더 포함될 수도 있다.  Referring to FIGS. La to If, the apparatus for measuring skin structure according to an embodiment may include a plurality of light sources 10 and a photographing unit 20. In addition, in one embodiment, the skin structure measuring apparatus may further include a support part 40 for supporting the light source 10 and the photographing part 20.
<30> 복수 개의 광원 (10)은 피험자의 피부에 광을 조사하기 위한 장치이다. 일 실 시예에서, 각각의 광원 (10)은 카메라 등에 주로 사용되는 플래시 (flash) 장치일 수 있다. 일 실시예에서, 광원 (10)은 메탈할라이드 (metal halide) 램프일 수 있다. 메 탈할라이드 램프는 태양광에 가까운 색상을 가지며, 크기가 작아 점광원에 가까운 효과를 가질 수 있다. 메탈할라이드 램프를 광원 (10)으로 이용함으로써, 암실이 아 닌 일반 환경에서도 용이하게 피부 이미지를 촬영할 수 있다. 따라서, 화장품 제품 의 판매처 등에서 상기 피부 구조 측정 장치를 이용하여 소비자들의 피부 이미지를 촬영하고 피부 구조의 측정을 실시함으로써, 제품의 효능 등을 확인하도록 할 수 있는 이점이 있다. The plurality of light sources 10 are devices for irradiating light onto the skin of a subject. In one embodiment, each light source 10 may be a flash device mainly used for cameras and the like. In one embodiment, the light source 10 may be a metal halide lamp. Metal halide lamps have a color close to sunlight, and can have an effect close to a point light source because of their small size. By using the metal halide lamp as the light source 10, the skin image can be easily taken in a general environment, not in the dark room. Therefore, by using the skin structure measuring device in the retailer of cosmetic products, by taking images of the skin of the consumer and measuring the skin structure, it is possible to confirm the efficacy of the product, etc. There is an advantage to that.
<31> 그러나 이는 예시적인 것으로서, 광원 (10)은 메탈할라이드 램프 외에 발광 다이오드 (Light Emitting Diode) 또는 다른 상이한 광 조사 수단일 수도 있다. 또 한, 광원 (10)과 함께 반사판 (미도시 ) 및 /또는 편광 필터 (미도시 ) 등이 함께 사용될 수도 있다.  However, this is exemplary and the light source 10 may be a light emitting diode or other different light irradiation means in addition to the metal halide lamp. In addition, a reflector (not shown) and / or a polarizing filter (not shown) may be used together with the light source 10.
<32> 복수 개의 광원 (10)은 서로 상이한 방향으로부터 피부에 광을 조사하도록 배 열될 수 있다. 또한, 복수 개의 광원 (10)은 피험자를 중심으로 대칭적으로 또는 비 대칭적으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 la 내지 If에서는 12개의 광원 (10)이 피험자의 위치를 증심으로 하는 반구 형상으로 배열되었다. 그러나 이는 예시적인 것으로서, 복수 개의 광원 (10)은 반드시 반구 형상으로 배열되어야 하는 것은 아니 며, 피험자를 완전히 둘러싸는 구 형상으로 배열되거나 또는 다른 상이한 배열 형 태에 따라 배열될 수도 있다. 또한, 광원 (10)의 개수, 광원 (10) 사이의 거리, 및 광원 (10)과 피험자사이의 거리 역시 도면에 도시된 것과 상이할 수 있다.  The plurality of light sources 10 may be arranged to irradiate the skin with light from different directions. In addition, the plurality of light sources 10 may be arranged symmetrically or asymmetrically about the subject. For example, in FIGS. La to If, twelve light sources 10 are arranged in a hemispherical shape centered on the subject's position. However, as an example, the plurality of light sources 10 do not necessarily have to be arranged in a hemispherical shape, and may be arranged in a spherical shape completely surrounding the subject or in other different arrangements. In addition, the number of the light sources 10, the distance between the light sources 10, and the distance between the light sources 10 and the subject may also be different from those shown in the drawings.
<33> 촬영부 (20)는 피험자의 정면에 위치하여 복수 개의 광원 (10)에 의해 광이 조 사되는 상태에서 피험자의 피부 이미지를 촬영하도록 구성될 수 있다. 이때 복수 개의 광원 (10)은 순차적으로 광올 조사할 수 있으며, 촬영부 (20)는 각각의 광원 (10)과 동기화되어 각각의 광원 (10)에 의해서 광이 조사되는 상태에서 이미지를 촬 영하도록 구성될 수 있다. 결과적으로 촬영부 (20)에서는 복수 개의 이미지가 생성 되며, 각 이미지는 상이한 광원 (10)에 의하여 광이 조사된 상태의 피부를 나타낸 다. 즉, 광 조사 방향이 서로 상이한 복수 개의 피부 이미지를 얻을 수 있다.  The photographing unit 20 may be configured to photograph the subject's skin image in a state where the light is irradiated by the plurality of light sources 10 positioned in front of the subject. In this case, the plurality of light sources 10 may sequentially irradiate light, and the photographing unit 20 may be synchronized with each light source 10 to capture an image in a state where light is irradiated by each light source 10. Can be configured. As a result, a plurality of images are generated in the photographing unit 20, and each image represents skin in which light is irradiated by a different light source 10. That is, a plurality of skin images having different light irradiation directions can be obtained.
<34> 일 실시예에서, 광원 (10) 및 촬영부 (20)는 이동 가능한 지지부 (40)에 고정될 수도 있다. 예를 들어, 지지부 (40)는 바퀴가 달려있는 구조물일 수 있으며, 바퀴를 이용하여 지지부 (40)를 움직임으로써 피험자에 대한 광원 (10) 및 촬영부 (20)의 위 치를 변경할 수 있다.  In one embodiment, the light source 10 and the imaging unit 20 may be fixed to the movable support 40. For example, the support 40 may be a structure on which the wheel is attached, and the position of the light source 10 and the photographing unit 20 for the subject may be changed by moving the support 40 using the wheel.
<35> 한편, 피부 구조를 측정하기 위해서는 동일한 위치를 촬영한 복수 개의 이미 지가 필요하다. 따라서, 일 실시예에서, 피부 구조 측정 장치는 피험자의 위치를 고정하기 위하여 별도의 고정부를 더 포함할 수도 있다. 도 2a는 이와 같은 고정부 (30)를 나타내는 사시도이며, 도 2b는 도 2a의 고정부 (30)의 정면도이다.  Meanwhile, in order to measure the skin structure, a plurality of images photographing the same position are required. Therefore, in one embodiment, the skin structure measuring apparatus may further include a separate fixing unit for fixing the position of the subject. FIG. 2A is a perspective view showing the fixing part 30, and FIG. 2B is a front view of the fixing part 30 of FIG. 2A.
<36> 도 2a 및 2b를 참조하면, 고정부 (30)를 이용하여 피부를 촬영하고자 하는 피 험자의 신체 일부 (예컨대, 피험자의 머리 부분)를 고정할 수 있다. 예를 들어, 피 험자가 자신의 턱을 고정부 (30)위에 을려둔 상태에서 피험자의 얼굴 피부를 촬영할 수 있다. 그러나 도 2a 및 2b에 도시된 고정부 (30)의 형태는 단지 예시적인 것으로 서, 고정부 (30)는 피험자의 위치를 고정시키기 위한 다른 상이한 수단으로 구성될 수도 있다. 또는, 별도의 고정부를 사용하지 않은 채로 피험자의 피부 이미지를 촬 영할 수도 있다. Referring to FIGS. 2A and 2B, the body part of the subject (eg, the head of the subject) to be photographed using the fixing part 30 may be fixed. For example, the subject may photograph the subject's face skin while his / her jaw is covered by the fixed part 30. However, the shape of the fixing part 30 shown in FIGS. 2A and 2B is merely exemplary. In addition, the fixation part 30 may be configured by other different means for fixing the subject's position. Alternatively, the skin image of the subject may be photographed without using a separate fixing part.
<37> 이상에서 설명한 피부 구조 측정 장치를 이용하여, 서로 상이한 광 조사 방 향으로부터 광을 조사하면서 피부를 측정한 복수 개의 이미지를 얻을 수 있다. 도 Using the skin structure measuring apparatus described above, a plurality of images obtained by measuring skin while irradiating light from different light irradiation directions can be obtained. Degree
3a 내지 3c는 도 1에 도시된 피부 구조 측정 장치에 의하여 측정된 피부의 이미지 를 나타내는 사진들로서, 도 3a 내지 3c는 각각 상이한 광 조사 방향으로부터 피부 에 광을 조사하면서 측정된 피부 이미지를 나타낸다. 3A to 3C are photographs showing images of the skin measured by the skin structure measuring apparatus shown in FIG. 1, and FIGS. 3A to 3C are skin images measured while irradiating light to the skin from different light irradiation directions, respectively.
<38> 일 실시예에서, 피부 구조 측정 장치에는 이러한 복수 개의 이미지를 이용하 여 피부의 구조 정보를 산출하기 위한 분석부가 더 포함될 수도 있다. 본 명세서에 서 분석부는 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 또는 소프트웨어 등 컴퓨터 관련 엔티티 (entity)를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 분석부 (50)에는 실행중인 프로 세스, 프로세서, 객체 (object), 실행파일 (executable), 실행 스레드 (thread of execution), 프로그램 및 /또는 컴퓨터가 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아 니다. 예를 들어, 컴퓨터에서 실행중인 애플리케이션 (application) 및 컴퓨터의 양 쪽이 모두 분석부에 해당될 수 있다.  In one embodiment, the skin structure measuring apparatus may further include an analysis unit for calculating the structure information of the skin by using the plurality of images. In this specification, an analysis unit may refer to a computer-related entity such as hardware, a combination of hardware and software, or software. For example, the analysis unit 50 may include a running process, a processor, an object, an executable, a thread of execution, a program, and / or a computer, but are not limited thereto. no. For example, both an application running on a computer and a computer may correspond to the analysis unit.
<39> 도 4는 일 실시예에 따른 피부 구조 측정 장치에 포함되는 분석부를 나타내 는 블록도이다.  4 is a block diagram illustrating an analysis unit included in a skin structure measuring apparatus, according to an exemplary embodiment.
<40> 도 4를 참조하면, 분석부 (50)는 법선 산출부 (51), 미세 구조 산출부 (52) 및 주름 성분 산출부 (53)를 포함할 수 있다. 법선 산출부 (51)는 광 조사 방향이 상이 한 복수 개의 이미지를 이용하여 피부 표면의 법선 정보를 포함하는 제 1 노말 맵 Referring to FIG. 4, the analyzer 50 may include a normal calculator 51, a microstructure calculator 52, and a wrinkle component calculator 53. The normal calculation unit 51 includes a first normal map including normal information on the surface of the skin by using a plurality of images having different light irradiation directions.
(normal map)을 생성할 수 있다. 본 명세서에서 노말 맵이란, 피부 표면을 촬영한 이미지에서 각 픽셀 (pixel)의 밝기 정보를 이용하여 각 픽셀에 대응되는 영역의 피 부 표면의 법선 (normal) 정보를 산출함으로써 얻어지는 피부 구조 정보를 지칭한 다. 이러한 노말 맵은 각 픽셀에서의 법선 정보에 대웅되는 색상 및 /또는 음영을 갖는 이미지의 형태로 표시될 수도 있다. You can create a normal map. In the present specification, the normal map refers to skin structure information obtained by calculating normal information of a skin surface of an area corresponding to each pixel using brightness information of each pixel in an image of a skin surface. All. Such a normal map may be displayed in the form of an image having a color and / or a shade that is reflected in the normal information at each pixel.
<4i> 이하에서, 법선 산출부 (51)에서 복수 개의 이미지를 이용하여 피부 표면의 법선 정보에 대웅되는 제 1 노말 맵을 생성하는 과정에 대해 상세히 설명한다.  Hereinafter, a process of generating a first normal map that is subjected to normal information on the surface of the skin by using the plurality of images in the normal calculation unit 51 will be described in detail.
<42> 도 5는 제 1 노말 맵의 생성 과정을 설명하기 위한 개략도이다. 도 5를 참조 하면, 광원 (10)으로부터 조사되어 피부 (1) 표면으로부터 반사된 빛의 세기는 풍 (Phong) 반사 모델 (reflection model)을 이용하면 다음 수학식 1과 같이 나타내어 질 수 있다. <43> 【수학식 1】 FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a process of generating a first normal map. FIG. Referring to FIG. 5, the intensity of light irradiated from the light source 10 and reflected from the surface of the skin 1 may be expressed by Equation 1 using a Phong reflection model. <43> [Equation 1]
<44> I = KD(N. L)IL +KS{V.RY IL <44> I = K D (N. L) I L + K S {V.RY I L
<45> 상기 수학식 1에서 IL은 광원 (10)으로부터의 입사광의 세기를 나타내고, I는 피부 (1) 표면으로부터 반사된 빛의 세기를 나타낸다. KD는 피부 (1)의 확산 반사 상 수 (diffuse reflection constant)를 나타내고, ¾는 피부 (1)의 경면 반사 상수In Equation 1, I L represents the intensity of incident light from the light source 10, and I represents the intensity of light reflected from the surface of the skin 1. K D represents the diffuse reflection constant of skin (1), ¾ is the specular reflection constant of skin (1)
(specular reflection constant)를 나타낸다. N은 피부 (1) 표면의 법선을 나타내는 백터이며, V는 관찰 방향을 나타내는 벡터로서 피부 (1)에 대한 촬영부 (20)의 방향 에 대웅된다. 또한, L은 피부 (1) 표면에 대한 입사광의 방향을 나타내는 백터이고, R은 법선 방향에 대해 입사광과 대칭적인 위치에 있는 반사광의 방향을 나타내는 백터이다. 즉, 입사광의 방향 (L) 및 반사광의 방향 (R)은 법선 백터 (N)와 동일한 각 도 (Θ)를 이룬다. (specular reflection constant). N is a vector representing the normal of the surface of the skin 1, and V is a vector representing the direction of observation, and is plotted on the direction of the imaging section 20 relative to the skin 1. In addition, L is a vector which shows the direction of incident light with respect to the skin 1 surface, and R is a vector which shows the direction of the reflected light in the position symmetrical with incident light with respect to a normal line direction. In other words, the direction L of the incident light and the direction R of the reflected light form the same angle Θ as the normal vector N.
<46> 피부를 측정한 이미지에서 각 픽셀의 밝기는 수학식 1에서 I에 대응된다. 또 한, 수학식 1에서 I 및 N을 제외한 나머지 항들은 사전에 값을 구할 수 있다. 예를 들어, 피부 (1) 표면에 대한 입사광의 방향 (L)은 피험자 근처에 반사구를 위치시키 고 피부 촬영시 반사구를 같이 촬영하여, 반사구에 비친 광원의 모습을 통하여 얻 을 수도 있다.  The brightness of each pixel in the skin measured image corresponds to I in Equation (1). In addition, in Equation 1, other terms except for I and N may obtain values in advance. For example, the direction L of the incident light with respect to the surface of the skin 1 may be obtained by placing a reflector near the subject and photographing the reflector at the time of photographing the skin, and by looking at the light source reflected on the reflector.
<47> 한편, 전술한 바와 같이 광원의 위치를 변화시켜가면서 피부를 촬영한 복수 개의 이미지가 얻어진다. 이러한 복수 개의 이미지에서 각 픽샐의 밝기 (I)를 전술 한 수학식 1에 대입함으로써, 각 픽셀에 대웅되는 영역에서 피부 표면의 법선을 나 타내는 백터 N을 산출할 수 있다. 본 명세서에서 제 1 노말 맵이란, 피부를 촬영한 이미지의 전체 픽셀에 대해 이상과 같은 방식으로 법선 정보를 산출하여 얻어지는 피부 구조 정보를 지칭한다.  On the other hand, as described above, a plurality of images of the skin are obtained by changing the position of the light source. By substituting the brightness (I) of each pixel in the plurality of images into the above Equation 1, the vector N representing the normal of the skin surface in the area covered by each pixel can be calculated. In the present specification, the first normal map refers to skin structure information obtained by calculating normal information on all pixels of an image photographing skin in the above manner.
<48> 도 6a 및 6b는 전술한 과정에 의하여 생성된 제 1 노말 맵에 대웅되는 이미지 이다. 도 6a의 이미지는 제 1 노말 맵을 표현하기 위하여 람베트르 세이딩 (Lambert i an shading)을 이용하여 렌더링한 결과로서, 법선 백터의 x축, y축 및 z 축의 성분의 값을 각각 적색 (R), 녹색 (G) 및 청색 (B)에 대웅시킨 결과를 나타낸다. 한편, 도 6b의 이미지는 제 1 노말 맵에 색상을 적용하지 않고 음영만을 이용하여 렌더링한 결과를 나타낸다.  6A and 6B are images that are displayed on the first normal map generated by the above-described process. The image of FIG. 6A is a result of rendering using Lambert i an shading to express the first normal map, and the values of the components of the x-, y-, and z-axis of the normal vector are respectively red ( The result obtained by rounding off to R), green (G) and blue (B) is shown. Meanwhile, the image of FIG. 6B shows a result of rendering using only shadows without applying color to the first normal map.
<49> 미세 구조 산출부 (52)는, 법선 산출부 (51)에서 생성된 제 1 노말 맵을 이용하 여 피부에 존재하는 주름 및 /또는 모공과 같은 미세 구조에 대응되는 제 2 노말 맵 을 생성할 수 있다. 법선 산출부 (51)에서 생성된 제 1 노말 맵은 피부 표면의 법선 정보에 대응된다. 그러나 피험자의 얼굴은 3차원의 곡면이므로, 제 1 노말 맵에서 피부의 법선 정보에는 주름 및 /또는 모공 등의 미세구조뿐만 아니라 피험자 얼굴의 전체적인 윤곽이 포함된다. 따라서, 제 1 노말 맵만으로는 피험자의 피부에 존재하 는 주름 및 /또는 모공과 같은 미세 구조에 대한 정보를 알기 어렵다. The microstructure calculation unit 52 generates a second normal map corresponding to the microstructures such as wrinkles and / or pores on the skin by using the first normal map generated by the normal calculation unit 51. can do. The first normal map generated by the normal calculation unit 51 is a normal of the skin surface. Corresponds to the information. However, since the subject's face is a three-dimensional curved surface, the normal information of the skin in the first normal map includes not only the microstructures such as wrinkles and / or pores, but also the overall outline of the subject's face. Thus, the first normal map alone is difficult to know information about the microstructures such as wrinkles and / or pores present in the skin of the subject.
<50> 이를 해결하기 위하여, 미세 구조 산출부 (52)는 저주파수 (low-frequency) 맵 생성부 (521) 및 제 2 노말 맵 생성부 (522)를 포함할 수 있다. 저주파수 맵 생성부 (521)는 제 1 노말 맵으로부터 피부의 윤곽 정보에 대웅되는 저주파수 맵을 산출할 수 있다. 상기 저주파수 맵은, 제 1 노말 맵에 가우시안 필터 (Gaussian filter)를 적용하여 저주파수 성분을 구하고 이를 다시 정규화 (normalization)하는 과정을 통 하여 산출할 수 있다. 이때 적용되는 가우시안 필터의 폭은 피부의 주름 및 /또는 모공과 같은 미세 구조가 저주파수 맵에서 보이지 않을 정도로 적절하게 결정될 수 있다. In order to solve this problem, the fine structure calculator 52 may include a low-frequency map generator 521 and a second normal map generator 522. The low frequency map generator 521 may calculate a low frequency map that is subjected to contour information of the skin from the first normal map. The low frequency map may be calculated through a process of obtaining a low frequency component by applying a Gaussian filter to the first normal map and normalizing it again. In this case, the width of the Gaussian filter to be applied may be appropriately determined so that microstructures such as wrinkles and / or pores of the skin are not visible in the low frequency map.
<5i> 도 7은 저주파수 맵 생성부에 의하여 제 1 노말 맵으로부터 산출된 저주파수 맵에 대웅되는 이미지이다. 도시되는 바와 같이, 기존의 피부 이미지에서 주름이나 모공 등과 같이 미세한 구조는 저주파수 맵에서는 관찰되지 않으며, 코와 입술 부 분이 돌출되고 눈 주변이 함몰된 것과 같이 얼굴의 전체적인 윤곽에 대웅되는 성분 만이 저주파수 맵에서 관찰되는 것을 확인할 수 있다.  FIG. 7 is an image displayed on a low frequency map calculated from a first normal map by a low frequency map generator. As shown, in the conventional skin image, fine structures such as wrinkles and pores are not observed in the low frequency map, and only the components that cover the entire contour of the face such as the nose and the lip protrude and the periphery of the eye are depressed You can see what is observed in.
<52> 다음으로, 제 2 노말 맵 생성부 (522)는 저주파수 맵 생성부 (521)에서 산출된 저주파수 맵을 원래의 제 1 노말 맵에서 제거함으로써 피부의 미세 구조에 대응되는 제 2 노말 맵을 생성할 수 있다. 제 2 노말 맵은, 먼저 피부의 윤곽 정보가 포함되어 있는 저주파수 맵을 평면상의 맵으로 변환하기 위한 회전 연산을 산출하고, 다음으 로 산출된 회전 연산을 원래의 제 1 노말 맵에 적용하는 방법으로 생성될 수 있다. 그 결과 제 1 노말 맵의 각 픽셀에 대응되는 법선 백터에서 피부의 전체적인 윤곽에 대응되는 성분은 회전 연산에 의하여 제거된다. 따라서 최종적으로 생성된 제 2 노 말 맵에는 피부의 전체적인 윤곽을 제외하고 피부에 존재하는 주름 및 /또는 모공 등과 같은 미세 구조에 대웅되는 성분만이 남게 된다. Next, the second normal map generator 522 removes the second normal map corresponding to the microstructure of the skin by removing the low frequency map calculated by the low frequency map generator 521 from the original first normal map. Can be generated. The second normal map is a method of first calculating a rotation operation for converting a low-frequency map including contour information of the skin into a map on a plane, and then applying the calculated rotation operation to the original first normal map. Can be generated. As a result, the components corresponding to the entire contour of the skin in the normal vector corresponding to each pixel of the first normal map are removed by a rotation operation. Therefore, in the finally generated second normal map, only components that are applied to the microstructures such as wrinkles and / or pores existing on the skin except the overall outline of the skin remain.
<53> 일 실시예에서 , 미세 구조 산출부 (52)는 스케일링 (scaling)부 (53)를 더 포함 할 수도 있다. 스케일링부 (53)는 제 2 노말 맵 생성부 (522)에 의하여 생성된 게 2 노 말 맵에서 미세 구조를 더욱 강조하기 위하여 일 방향으로 스케일링을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 피부의 미세 구조가 z = f(x, y)의 곡면으로 표현된다고 가정할 경우, 법선 백터 N은 하기 수학식 2와 같이 표현될 수 있다. <54> 【수학식 2】 In one embodiment, the microstructure calculation unit 52 may further include a scaling unit 53. The scaling unit 53 may perform scaling in one direction to further emphasize the microstructure in the second normal map generated by the second normal map generator 522. For example, assuming that the microstructure of the skin is represented by a curved surface of z = f (x, y), the normal vector N may be expressed as Equation 2 below. <54> [Equation 2]
<55> N = (-df/dx, ᅳ df/dy, 1) <55> N = (-df / dx, ᅳ df / dy, 1)
<56> 이때, 곡면 z=f(x, y)을 z축 방향으로 스케일링함으로써 미세 구조를 강조할 수 있다. 예를 들어 스케일 팩터 (scale factor) s로 스케일링된 곡면은 z=sf(x, y) 가 되며, 그 결과 법선 백터 N은 하기 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.  In this case, the fine structure may be emphasized by scaling the curved surface z = f (x, y) in the z-axis direction. For example, a curved surface scaled with a scale factor s may be z = sf (x, y), and as a result, the normal vector N may be expressed as Equation 3 below.
<57> 【수학식 3】  <57> [Equation 3]
<58> N二 (-s df/dx, -s df/dy J, 1) <58> N 二 (-s df / dx, -s df / dy J , 1)
<59> 이는 법선 백터에서 xy성분의 크기를 조절함으로써 미세 구조를 강화 및 /또 는 약화시킬 수 있음을 의미한다. 전술한 실시예에서는 곡면을 Z축 방향으로 스케 일링하는 예를 설명하였으나, 스케일링 방향은 미세 구조에서 강조하여 관찰하고자 하는 성분의 방향에 따라 수직 및 /또는 수평 방향 등으로 적절하게 결정될 수 있 다.  This means that microstructures can be strengthened and / or weakened by controlling the size of the xy component in the normal vector. In the above-described embodiment, the example of scaling the curved surface in the Z-axis direction has been described, but the scaling direction may be appropriately determined in the vertical and / or horizontal directions according to the direction of the component to be emphasized in the microstructure.
<60> 도 8a 및 8b는 미세 구조 산출부에서 생성된 제 2 노말 맵에 대웅되는 이미지 이다. 도 8a는 제 1 노말 맵으로부터 생성된 제 2 노말 맵을 나타내며, 도 8b는 도 8a의 제 2 노말 맵에서 수평 방향의 성분을 강조하는 스케일링을 수행한 결과를 나 타낸다. 도시되는 바와 같이, 게 2 노말 맵에서는 얼굴의 전체적인 윤곽을 제외하고 주름 및 모공과 같은 미세 구조만이 두드러지게 표현되는 것을 확인할 수 있다. 8A and 8B are images reflected on the second normal map generated by the microstructure calculating unit. FIG. 8A illustrates a second normal map generated from the first normal map, and FIG. 8B illustrates a result of performing scaling to emphasize components in the horizontal direction in the second normal map of FIG. 8A. As shown, it can be seen that in the crab 2 normal map, only fine structures such as wrinkles and pores are prominently displayed except the overall outline of the face.
<6i> 주름 성분 산출부 (53)는, 미세 구조 산출부 (52)에서 생성되며 피부의 미세 구조에 대응되는 제 2 노말 맵으로부터 다시 피부의 주름 성분에만 대웅되는 스칼라 맵올 생성할 수도 있다. 본 명세서에서 주름 성분이란, 피부의 미세 구조 중에서도 소정의 크기 이상의 구조만을 지칭하는 것이다. 예를 들어, 주름 성분이란 계 2 노 말 맵에서 모공이나 잔주름과 같이 상대적으로 크기가 작은 부분을 제외하고 상대 적으로 크기가 큰 굵은 주름 부분만을 분리한 것을 지칭할 수 있다. 이때, 굵은 주 름으로 구분되는 미세 구조의 크기는 피부 구조 측정의 목적 등에 따라 적절하게 정의될 수 있으며, 어느 하나의 수치에 한정되는 것은 아니다. The wrinkle component calculation unit 53 may generate a scalar mapol generated only by the wrinkle component of the skin from the second normal map generated by the microstructure calculation unit 52 and corresponding to the microstructure of the skin. In the present specification, the wrinkle component refers to only a structure having a predetermined size or more among the microstructure of the skin. For example, the wrinkle component may refer to a separation of only a relatively large coarse wrinkle portion except for a relatively small portion such as pores or fine lines in the second normal map. At this time, the size of the fine structure divided by the thick wrinkles may be appropriately defined according to the purpose of measuring the skin structure, etc., it is not limited to any one value.
<62> 주름 성분에 대웅되는 스칼라 맵을 생성하기 위하여, 주름 성분 산출부 (53) 는 백터 맵 생성부 (531) 및 스칼라 맵 생성부 (532)를 포함할 수 있다. 먼저 백터 맵 생성부 (531)는 제 2 노말 맵에서 각 법선 백터의 X축 및 y축 방향의 성분만을 추 출하고 정규화하여 2차원 백터 맵을 생성할 수 있다. In order to generate a scalar map that is subjected to the wrinkle component, the wrinkle component calculator 53 may include a vector map generator 531 and a scalar map generator 532. First, the vector map generator 531 may generate a two-dimensional vector map by extracting and normalizing only components of the normal vectors in the X- and y-axis directions of the second normal map.
<63> 다음으로, 스칼라 맵 생성부 (532)는 백터 맵 생성부 (531)에서 생성된 2차원 백터 맵을 타원형 가우시안 필터 (oriented Gaussian filter)를 이용하여 필터링 (filtering)할 수 있다. 타원형 가우시안 필터의 출력값은 2차원 백터 맵에서 백터 의 방향이 필터의 방향과 일치하는 경우 높은 값을 갖는다. 이를 이용하여, 각 백 터에서 타원형 가우시안 필터의 방향을 바꾸어가면서 출력값을 산출하고 그 결과 산출되는 최대 출력값을 해당 백터에 대웅되는 스칼라 값으로 할수 있다. Next, the scalar map generator 532 filters the two-dimensional vector map generated by the vector map generator 531 using an elliptical Gaussian filter. can be filtered. The output of the elliptical Gaussian filter is high if the direction of the vector matches the direction of the filter in the two-dimensional vector map. By using this, the output value is calculated while changing the direction of the elliptical Gaussian filter in each vector, and the resulting maximum output value can be used as a scalar value of the corresponding vector.
<64> 일 실시예에서, 스칼라 맵 생성부 (532)는 타원형 가우시안 필터의 방향을 In one embodiment, the scalar map generation unit 532 determines the direction of the elliptical Gaussian filter.
360° 전방위로 회전시켜가면서 각 백터에 대웅되는 스칼라 값을 산출할 수 있다. 또는, 스칼라 맵 생성부 (532)는 타원형 가우시안 필터의 회전 각도를 미리 설정된 각도로 조절함으로써 해당 각도에 대응되는 주름 성분만을 추출할 수도 있다. 피험 자의 피부는 각 영역에 따라 주름의 방향이 상이하다. 따라서, 타원형 가우시안 필 터를 전방위로 회전시키는 대신 측정 영역에서의 주름 방향을 포함하는 소정의 각 도 범위로 회전시키면서 스칼라 값을 산출함으로써, 목적하는 방향의 주름 성분만 을 추출할 수 있다. It is possible to calculate a scalar value for each vector by rotating it 360 degrees . Alternatively, the scalar map generator 532 may extract only the wrinkle component corresponding to the angle by adjusting the rotation angle of the elliptical Gaussian filter to a preset angle. The skin of the subject differs in the direction of wrinkles according to each area. Therefore, instead of rotating the elliptical Gaussian filter in all directions, only the wrinkle component in the desired direction can be extracted by calculating a scalar value while rotating in a predetermined angle range including the wrinkle direction in the measurement area.
<65> 또한, 스칼라 맵 생성부 (532)에서 타원형 가우시안 필터의 회전 간격은 피부 구조 측정의 목적 등에 기초하여 적절히 결정될 수 있다. 예를 들어, 타원형 가우 시안 필터를 5° 간격으로 회전시키면서 각 백터에 대응되는 스칼라 값을 산출할 수 있으며, 또는 타원형 가우시안 필터의 회전 간격은 o.r 또는 io° 등 다른 상 이한 임의의 값으로 결정될 수도 있다. In addition, the rotation interval of the elliptical Gaussian filter in the scalar map generator 532 may be appropriately determined based on the purpose of skin structure measurement. For example, a scalar value corresponding to each vector may be calculated while rotating the elliptical Gaussian filter at 5 ° intervals, or the rotation interval of the elliptical Gaussian filter may be determined by any other different value such as or or io °. have.
<66> 이상의 과정을 2차원 백터 맵의 모든 백터에 대하여 수행함으로써 스칼라 맵 을 생성할 수 있다. 이상과 같이 생성된 스칼라 맵은 굵은 주름 등과 같이 상대적 으로 크기가 큰 미세 구조가 위치하는 영역에서 높은 스칼라 값을 갖게 된다. 따라 서, 스칼라 맵을 이용하여 피부의 미세 구조 중 모공이나 잔주름 등을 제외하고 굵 은 주름만을 관찰할 수 있다. 일 실시예에서, 주름 성분 산출부 (53)는 스칼라 맵에 서 주름 성분을 더 확실하게 구분하기 위하여 스칼라 값이 미리 결정된 임계치 (threshold)를 넘어서는 픽셀만을 추출하는 임계치 적용부 (533)를 더 포함할 수도 있다.  The scalar map can be generated by performing the above process on all the vectors of the 2D vector map. The scalar map generated as described above has a high scalar value in a region where a relatively large microstructure is located, such as a thick wrinkle. Therefore, using the scalar map, only the fine wrinkles can be observed except for pores and fine wrinkles in the skin microstructure. In one embodiment, the wrinkle component calculation unit 53 further includes a threshold applying unit 533 for extracting only pixels whose scalar values exceed a predetermined threshold in order to more clearly distinguish the wrinkle components in the scalar map. You may.
<67> 도 9는 주름 성분 산출부에 의해 생성된 스칼라 맵에서 특정 임계치를 넘는 값을 갖는 픽샐만을 추출한 결과에 대응되는 이미지이다. 도시되는 바와 같이, 상 대적으로 크기가 작은 모공이나 잔주름 등은 제외되고 상대적으로 크기가 큰 굵은 주름만이 관찰되는 것을 확인할 수 있다.  FIG. 9 is an image corresponding to a result of extracting only pixels having a value exceeding a specific threshold from a scalar map generated by the wrinkle component calculating unit. As shown, it can be seen that only relatively large coarse wrinkles are observed except for small pores and fine wrinkles.
<68> 일 실시예에서, 분석부 (50)에는 제 1 노말 맵을 이용하여 피부 탄력 정보를 산출하기 위한 탄력도 산출부 (54)가 더 포함될 수도 있다. 이는 제 1 노말 맵을 이 용한 컴퓨터 시뮬레이션에 의하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 제 1 노말 맵의 각 픽셀에 가상의 공을 위치시키고, 해당 픽셀의 법선 백터에 따라 공의 움직임을 시 물레이션할 수 있다. 그 결과, 법선 백터의 방향에 따라 공의 이동 방향이 결정될 수 있다. 또한, 법선 백터의 기울기가 큰 위치에서는 공의 움직임의 속도가 상대적 으로 큰 반면, 법선 백터의 기울기가 작은 위치에서는 공의 움직임의 속도가 작게 나타나게 된다. In an embodiment, the analyzer 50 may further include an elasticity calculator 54 for calculating skin elasticity information using the first normal map. This can be done by computer simulation using the first normal map. For example, the angle of the first normal map You can place a virtual ball on a pixel and simulate the ball's movement according to the pixel's normal vector. As a result, the direction of movement of the ball can be determined according to the direction of the normal vector. In addition, the speed of the ball movement is relatively high at the position where the slope of the normal vector is large, whereas the speed of the movement of the ball appears at the position where the slope of the normal vector is small.
<69> 이상과 같이 제 1 노말 맵의 각 픽셀에서 공의 움직임을 시물레이션하고, 공 의 시간에 따른 위치를 이용하여 피부의 탄력 정보를 산출할 수 있다. 예를 들면, 제 1 노말 맵의 각 픽셀로부터 움직이기 시작한 공의 움직임을 일정한 시간 간격으 로 측정하고, 이와 같이 측정된 공의 위치를 각 시간 단계별로 연결함으로써 등고 선과 유사한 형태의 피부 탄력 정보를 산출할 수도 있다.  As described above, the motion of the ball may be simulated in each pixel of the first normal map, and the elasticity information of the skin may be calculated using the location of the ball over time. For example, by measuring the movement of the ball starting from each pixel of the first normal map at regular time intervals, and by connecting the measured position of the ball in each time step, the skin elasticity information similar to the contour line is obtained. It can also be calculated.
<70> 도 10은 일 실시예에 따른 피부 구조 측정 방법의 순서도이다. 상기 피부 구 조 측정 방법은, 도 1 내지 도 9를 참조하여 전술한 실시예에 따른 피부 구조 측정 장치를 이용하여 수행될 수도 있다.  10 is a flowchart illustrating a method for measuring skin structure according to an embodiment. The skin structure measuring method may be performed using the skin structure measuring apparatus according to the above-described embodiment with reference to FIGS. 1 to 9.
<71> 도 10을 참조하면, 광 조사 방향이 상이한 복수 개의 광원에 의하여 순차적 으로 피부에 광을 조사하면서, 각각의 광원에 의해 광이 조사되는 상태에서의 피부 이미지를 촬영할 수 있다 (S1). 다음으로, 촬영된 복수 개의 이미지를 이용하여 피 부 표면의 법선 정보를 포함하는 제 1 노말 맵을 생성할 수 있다 (S2).  Referring to FIG. 10, the skin image may be photographed in a state in which light is irradiated by each light source while sequentially irradiating light onto the skin by a plurality of light sources having different light irradiation directions (S1). Next, a first normal map including normal information of the skin surface may be generated using the plurality of photographed images (S2).
<72> 일 실시예에서는, 제 1 노말 맵을 이용하여 피부에 존재하는 주름 및 /또는 모 공과 같은 미세 구조에 대응되는 제 2 노말 맵을 생성할 수도 있다. 이를 위하여, 우선 제 1 노말 맵으로부터 피부의 윤곽 정보에 대웅되는 저주파수 맵을 산출할 수 있다 (S3). 다음으로, 산출된 저주파수 맵을 원래의 제 1 노말 맵에서 제거함으로써 피부의 미세 구조에 대응되는 제 2 노말 맵을 생성할 수 있다 (S4). 이와 같이 생성 된 계 2 노말 맵에는 피부의 전체적인 윤곽을 제외하고 피부에 존재하는 주름 및 /또 는 모공 등과 같은 미세구조에 대웅되는 성분만이 남게 된다. 일 실시예에서는, 이 상과 같은 과정 (S3 및 S4)에 의하여 생성된 제 2 노말 맵에서 미세 구조를 더욱 강 조하기 위하여 일 방향으로 스케일링을 수행할 수도 있다 (S5).  In an embodiment, the second normal map corresponding to the microstructures such as wrinkles and / or pores present in the skin may be generated using the first normal map. To this end, it is possible to first calculate a low frequency map that is subjected to contour information of the skin from the first normal map (S3). Next, by removing the calculated low frequency map from the original first normal map, a second normal map corresponding to the microstructure of the skin may be generated (S4). Except for the overall outline of the skin, only the components that are processed on the microstructures such as wrinkles and / or pores remain in the generated second normal map. In one embodiment, scaling may be performed in one direction to further emphasize the microstructure in the second normal map generated by the above-described processes (S3 and S4) (S5).
<73> 일 실시예에서는, 이상과 같이 피부의 미세 구조에 대옹되는 제 2 노말 맵으 로부터 다시 피부의 주름 성분에만 대웅되는 스칼라 맹을 생성할 수도 있다. 이를 위하여, 먼저 제 2 노말 맵에서 각 법선 백터의 X축 및 y축 방향의 성분만을 추출하 고 정규화하여 2차원 백터 맵을 생성할 수 있다 (S6). 다음으로, 생성된 2차원 백터 맵을 타원형 가우시안 필터를 이용하여 필터링함으로써 스칼라 맵을 생성할 수 있 다 (S7). 상기 스칼라 맵을 이용하여 피부의 미세 구조 중 모공이나 잔주름 등을 제 외하고 굵은 주름만을 관찰할 수 있다. 일 실시예에서는, 스칼라 맵에서 주름 성분 을 더 확실하게 구분하기 위하여 스칼라 값이 미리 결정된 임계치를 넘어서는 픽셀 만을 추출하는 과정을 더 수행할 수도 있다 (S8). In one embodiment, a scalar blind generated only on the wrinkle component of the skin may be generated from the second normal map supported by the microstructure of the skin as described above. To this end, first, only components in the X- and y-axis directions of each normal vector are extracted from the second normal map and normalized to generate a 2D vector map (S6). Next, a scalar map may be generated by filtering the generated two-dimensional vector map using an elliptical Gaussian filter (S7). By using the scalar map to remove pores and fine wrinkles in the skin microstructure Only thick wrinkles can be observed. In an embodiment, in order to more clearly distinguish the wrinkle component from the scalar map, a process of extracting only pixels whose scalar values exceed a predetermined threshold may be further performed (S8).
<74> 한편, 일 실시예에서는, 제 1 노말 맵을 이용하여 피부 탄력 정보를 산출할 수도 있다 (S9). 예를 들어, 제 1 노말 맵의 각 픽셀에서 가상의 공의 움직임을 시물 레이션하고, 공의 움직임올 일정한 간격으로 측정하며, 측정된 공의 위치를 각 시 간 단계별로 연결함으로써 등고선과 유사한 형태의 피부 탄력 정보를 산출할 수 있 다.  Meanwhile, in one embodiment, the skin elasticity information may be calculated using the first normal map (S9). For example, by simulating the motion of a virtual ball at each pixel of the first normal map, measuring the ball's movement at regular intervals, and connecting the measured ball's position in each time step. Skin elasticity information can be calculated.
<75> 본 명세서에서 일 실시예에 따른 피부 구조 측정 방법은 도면에 제시된 순서 도를 참조로 하여 설명되었다. 간단히 설명하기 위하여 상기 방법은 일련의 블록들 로 도시되고 설명되었으나, 본 발명은 상기 블록들의 순서에 한정되지 않고, 몇몇 블록들은 다른 블록들과 본 명세서에서 도시되고 기술된 것과 상이한 순서로 또는 동시에 일어날 수도 있으며, 동일한 또는 유사한 결과를 달성하는 다양한 다른 분 기, 흐름 경로, 및 블록의 순서들이 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 기술되 는 방법의 구현을 위하여 도시된 모든 불록들이 요구되지 않을 수도 있다.  In the present specification, a method for measuring skin structure according to an embodiment has been described with reference to a flowchart shown in the drawings. For simplicity, the method is shown and described as a series of blocks, but the present invention is not limited to the order of the blocks, and some blocks may occur in different order or simultaneously with other blocks than those shown and described herein. In addition, various other branches, flow paths, and blocks may be implemented in order to achieve the same or similar results. Moreover, not all blocks shown for the implementation of the method described herein may be required.
<76> 이상에서 살피본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들올 참고로 하여 설명하였 으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로 부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이 와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정 해져야 할 것이다.  Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary and various modifications and embodiments may be made therefrom by those skilled in the art. Will understand. However, such modifications should be considered to be within the technical protection scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
【산업상 이용가능성】  Industrial Applicability
<77> 실시예들은 피부 구조 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.  Embodiments relate to an apparatus and method for measuring skin structure.

Claims

【청구의 범위】 [Range of request]
【청구항 1】  [Claim 1]
측정 대상 피부에 대해 서로 상이 한 방향에 배열되며, 피부에 순차적으로 광 을 조사하도록 구성된 복수 개의 광원; 및  A plurality of light sources arranged in one direction different from each other with respect to the skin to be measured, and configured to irradiate light sequentially on the skin; and
피부를 촬영하여 상기 복수 개의 광원 각각에 대옹되는 복수 개의 이미지를 생성하는 촬영부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 구조 측정 장치 .  And a photographing unit which photographs skin to generate a plurality of images respectively supported by the plurality of light sources.
【청구항 2] [Claim 2]
제 1항에 있어서,  The method of claim 1,
상기 광원은 플래시 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 구조 측정 장 치 .  The light source comprises a flash device.
【청구항 3] [Claim 3]
제 2항에 있어서 ,  The method of claim 2,
상기 광원은 메탈할라이드 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 구조 측정 장치 .  The light source is a skin structure measuring apparatus, characterized in that it comprises a metal halide lamp.
【청구항 4】 [Claim 4]
제 1항에 있어서,  The method of claim 1,
피부의 위치를 고정하도록 구성된 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 구조 측정 장치 .  Skin structure measuring device further comprises a fixing portion configured to fix the position of the skin.
【청구항 5] [Claim 5]
제 1항에 있어서 ,  The method of claim 1,
상기 촬영부 및 상기 복수 개의 광원을 지지하며, 피부에 대해 이동 가능하 도록 구성된 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 구조 측정 장치 .  The apparatus for measuring the skin structure further comprising a support unit configured to support the photographing unit and the plurality of light sources and to be movable relative to the skin.
【청구항 6] [Claim 6]
제 1항에 있어서,  The method of claim 1,
상기 복수 개의 이미지를 이용하여 피부의 구조 정보를 산출하는 분석부를 더 포함하는 것올 특징으로 하는 피부 구조 측정 장치 . Skin structure measuring apparatus further comprises an analysis unit for calculating the structure information of the skin by using the plurality of images.
【청구항 7】 [Claim 7]
제 6항에 있어서,  The method of claim 6,
상기 분석부는, 상기 복수 개의 이미지의 밝기를 이용하여 피부의 법선 정보 에 대웅되는 제 1 노말 템을 생성하는 법선 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 구조 측정 장치 .  The analyzer includes a normal calculation unit configured to generate a first normal item that is subjected to normal information of the skin by using brightnesses of the plurality of images.
【청구항 8】 [Claim 8]
제 7항에 있어서,  The method of claim 7,
상기 분석부는, 상기 제 1 노말 맵을 이용하여 피부의 미세 구조 정보에 대웅 되는 제 2 노말 템을 생성하는 미세 구조 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 구조 측정 장치 .  The analyzer further comprises a microstructure calculation unit configured to generate a second normal item that is subjected to microstructure information of the skin by using the first normal map.
【청구항 9】 [Claim 9]
제 8항에 있어서 ,  The method of claim 8,
상기 미세 구조 산출부는 ,  The microstructure calculation unit,
상기 제 1 노말 맵에 가우시 안 필터를 적용함으로써 피부 윤곽 정보에 대웅되 는 저주파수 맵을 생성하는 저주파수 맵 생성부 ; 및  A low frequency map generator for generating a low frequency map that is applied to skin contour information by applying a Gaussian filter to the first normal map; And
상기 게 1 노말 맵으로부터 상기 저주파수 맵을 제거함으로써 상기 제 2 노말 맵올 생성하는 제 2 노말 맵 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 구조 측정 장치 .  And a second normal map generator for generating the second normal map by removing the low frequency map from the first normal map.
【청구항 10] [Claim 10]
제 9항에 있어서 ,  The method of claim 9,
상기 미세 구조 산출부는, 상기 제 2 노말 맵을 일 방향으로 스케 일링 하는 스 케일링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 구조 측정 장치 .  The microstructure calculation unit further includes a scaling unit to scale the second normal map in one direction.
【청구항 11] [Claim 11]
제 8항에 있어서,  The method of claim 8,
상기 분석부는, 상기 제 2 노말 맵을 이용하여 피부의 주름 성분 정보에 대응 되는 스칼라 템을 생성하는 주름 성분 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 구조 측정 장치 . And the analyzing unit further comprises a wrinkle component calculating unit configured to generate a scalar item corresponding to the wrinkle component information of the skin using the second normal map.
【청구항 12】 [Claim 12]
제 11항에 있어서,  The method of claim 11,
상기 주름 성분 산출부는,  The wrinkle component calculation unit,
상기 제 2 노말 맵으로부터 수평 방향의 성분을 추출하여 2차원 백터 맵을 생 성하는 백터 맵 생성부; 및  A vector map generator for generating a two-dimensional vector map by extracting a horizontal component from the second normal map; And
상기 2차원 백터 맵에 타원형 가우시안 필터를 적용하여 상기 스칼라 맵올 생성하는 스칼라 맵 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 구조 측정 장치 .  And a scalar map generator for generating the scalar map by applying an elliptical Gaussian filter to the two-dimensional vector map.
【청구항 13] [Claim 13]
제 12항에 있어서,  The method of claim 12,
상기 스칼라 맵 생성부는, 상기 타원형 가우시안 필터를 미리 설정된 각도로 회전시키면서 상기 타원형 가우시안 필터의 출력값을 산출하는 것올 특징으로 하는 피부 구조 측정 장치 .  And the scalar map generator is configured to calculate an output value of the elliptical Gaussian filter while rotating the elliptic Gaussian filter at a predetermined angle.
【청구항 14] [Claim 14]
제 12항에 있어서,  The method of claim 12,
상기 주름 성분 산출부는, 상기 스칼라 맵에서 미리 설정된 임계치 이상의 값을 갖는 영역을 추출하는 임계치 적용부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 구조 측정 장치 .  The wrinkle component calculating unit further includes a threshold applying unit extracting an area having a value greater than or equal to a preset threshold value in the scalar map.
【청구항 15] [Claim 15]
제 7항에 있어서,  The method of claim 7,
상기 분석부는, 상기 제 1 노말 맵을 이용하여 피부 탄력 정보를 산출하는 탄 력도 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 구조 측정 장치 .  The analysis unit, the skin structure measuring apparatus further comprises a elasticity calculator for calculating the skin elasticity information using the first normal map.
【청구항 16】 [Claim 16]
서로 상이한 복수 개의 광 조사 방향에서 순차적으로 피부에 광을 조사하면 서, 상기 복수 개의 광 조사 방향 각각에 대웅되는 복수 개의 이미지를 촬영하는 단계; 및  Photographing a plurality of images projected to each of the plurality of light irradiation directions while sequentially irradiating light to the skin in a plurality of different light irradiation directions; And
상기 복수 개의 이미지의 밝기를 이용하여 피부 표면의 법선 정보에 대응되 는 제 1 노말 맵을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 구조 측정 방법. And generating a first normal map corresponding to normal information on the surface of the skin by using brightnesses of the plurality of images.
【청구항 17] [Claim 17]
제 16항에 있어서,  The method of claim 16,
상기 제 1 노말 맵에 가우시 안 필터를 적용함으로써 피부 윤곽 정보에 대웅되 는 저주파수 맵을 생성하는 단계 ; 및  Generating a low frequency map based on skin contour information by applying a Gaussian filter to the first normal map; And
상기 제 1 노말 맵으로부터 상기 저주파수 맵을 제거 함으로써 피부의 미세 구 조 정보에 대옹되는 제 2 노말 맵을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하 는 피부 구조 측정 방법 .  And removing the low frequency map from the first normal map to generate a second normal map that is adapted to the microstructure information of the skin.
【청구항 18】 [Claim 18]
제 17항에 있어서,  The method of claim 17,
상기 제 2 노말 맵을 생성하는 단계는,  Generating the second normal map,
상기 저주파수 맵을 평면상의 맵으로 변환하기 위한 회전 연산을 산출하는 단계 ; 및  Calculating a rotation operation for converting the low frequency map into a map on a plane; And
상기 회 전 연산을 상기 제 1 노말 맵에 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징 으로 하는 피부 구조 측정 방법 .  And applying said rotation operation to said first normal map.
【청구항 19] [Claim 19]
제 17항에 있어서,  The method of claim 17,
상기 제 2 노말 맵을 일 방향으로 스케일링하는 단계를 더 포함하는 것을 특 징으로 하는 피부 구조 측정 방법 .  And further comprising scaling the second normal map in one direction.
【청구항 20] [Claim 20]
제 17항에 있어서 ,  The method of claim 17,
상기 제 2 노말 맵으로부터 수평 방향의 성분을 추출하여 2차원 백터 맵을 생 성하는 단계 ; 및  Generating a two-dimensional vector map by extracting a horizontal component from the second normal map; And
상기 2차원 백터 맵에 타원형 가우시안 필터를 적용하여 피부의 주름 성분 정보에 대옹되는 스칼라 템을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피 부 구조 측정 방법 .  And applying a elliptic Gaussian filter to the two-dimensional vector map to generate a scalar item that is supported by the wrinkle component information of the skin.
【청구항 21] [Claim 21]
제 20항에 있어서, 상기 스칼라 맵을 생성하는 단계는, 상기 타원형 가우시안 필터를 미리 설정 된 각도로 회전시키면서 상기 타원형 가우시안 필터의 출력값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 구조 측정 방법. The method of claim 20, The generating of the scalar map may include calculating an output value of the elliptical Gaussian filter while rotating the elliptical Gaussian filter at a predetermined angle.
【청구항 22】 [Claim 22]
제 20항에 있어서,  The method of claim 20,
상기 스칼라 맵에서 미리 설정된 임계치 이상의 스칼라 값을 갖는 영역을 추 출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 구조 측정 방법.  And extracting an area having a scalar value greater than or equal to a preset threshold from the scalar map.
【청구항 23] [Claim 23]
제 16항에 있어서,  The method of claim 16,
상기 제 1 노말 맵으로부터 피부 탄력도 정보를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 구조 측정 방법.  The method of claim 1, further comprising calculating skin elasticity information from the first normal map.
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